KAJ SO TUMORSKI OZNA^EVALCI?
Rezultat maligne transformacije je maligna celica, iz katere nastane ob vsaki nadaljnji delitvi nova maligna celica. V tem procesu pridobijo maligno spremenjene celice nekaj novih lastnosti, po katerih se razlikujejo od nemalignih celic istega izvora. Nastale spremembe se odra`ajo v
spremenjeni morfologiji, fiziologiji in rasti (obna{anju) celice. Te razlike med normalnimi in maligno
spremenjenimi celicami uporabljamo za dokazovanje malignega procesa oz. malignih celic. Snovi, ki jih pri tem spremljamo, imenujemo tumorski ozna~evalci.
Glede na to, da se tumorske celice od normalnih razlikujejo na razli~nih nivojih, se tudi tumorski ozna~evalci med seboj razlikujejo in predstavljajo razmeroma {irok pojem, ki zajema poleg razli~nih snovi tudi procese v celicah. Tako nam kot tumorski ozna~evalci na primer lahko slu`ijo membranski antigeni, hormoni, encimi, poliamini, nukleozidi, produkti onkogenov, produkti tumorskih supresorskih genov ali podatki o DNA ploidiji celic in dele`u celic v S-fazi celi~nega ciklusa. Razli~na podro~ja v onkologiji uporabljajo - odvisno od potreb in od tehnik za zasledovanje - razli~ne tumorske ozna~evalce: klini~na onkologija ima »svoje«, molekularna biologija »svoje«, imunohistokemija »svoje«, fiziologija »svoje« ...
UPORABA TUMORSKIH OZNA^EVALCEV
Teoreti~no so mo`nosti za uporabo tumorskih ozna~evalcev v onkologiji {tevilne, njihova dejanska uporabnost pa je odvisna od senzitivnosti in specifi~nosti ozna~evalca ter od zanesljivosti drugih metod, ki so na voljo za dosego istega cilja (Tabela 1).
TUMORSKI OZNA^EVALCI V KLINI^NI ONKOLOGIJI Ustaljena definicija tumorskih ozna~evalcev v klini~ni onkologiji zajema predvsem snovi, ki so produkt malignih celic, ali snovi, ki so nastale v drugih celicah pod vplivom delovanja malignih celic in jih lahko dolo~imo v telesnih teko~inah. Tumorski ozna~evalci so lahko bodisi
novosintetizirane snovi, kakr{nih v zdravem organizmu ne najdemo, bodisi snovi, ki so v normalnem organizmu prisotne v veliko ni`jih koncentracijah.
V klini~ni onkologiji nam dolo~anje tumorskih ozna~evalcev lahko pomaga pri diagnozi bolezni in napovedovanju njenega poteka, pri dolo~anju stadija bolezni in izbiri na~ina zdravljenja ter pri zgodnjem odkrivanju ponovitve in raz{iritve bolezni. Doslej znani
ozna~evalci so manj primerni za odkrivanje primarnih malignih bolezni, zato jih le redko uporabljamo kot presejalno metodo. Poleg tega vseh ozna~evalcev ne uporabljamo z istim namenom; nekateri so primernej{i za spremljanje dinamike bolezni, drugi pa za zgodnje odkrivanje ponovitve bolezni.
Za la`jo interpretacijo rezultatov moramo napraviti ve~
dolo~itev tumorskih ozna~evalcev v razli~nih stadijih bolezni ter spremljati gibanje njihovih koncentracij. Pri tem moramo upo{tevati biolo{ko razpolovno dobo, ki
predstavlja ~as, v katerem prvotna koncentracija (seveda brez nadaljnje tvorbe) pade na polovico. To v praksi pomeni, da pri bolniku z visokimi izhodi{~nimi
koncentracijami ozna~evalcev ne smemo pri~akovati, da se bodo te normalizirale takoj po uspe{nem zdravljenju, ampak moramo upo{tevati njihov biolo{ki razpolovni ~as in {ele potem oceniti uspeh zdravljenja. Biolo{ki razpolovni
~as tumorskih ozna~evalcev je razli~en in se giblje od nekaj ur do nekaj tednov.
Tumorski ozna~evalci nam lahko slu`ijo kot napovedni dejavniki. Spremljanje maligne bolezni pred zdravljenjem, med njim in po njem ter skrbna obdelava podatkov nam lahko veliko povesta o naravi maligne bolezni in s tem o Srdjan Novakoviæ
Tumorski oznaèevalci v klinièni onkologiji
ZA SPREMLJANJE BOLEZNI dolo~anje v telesnih teko~inah
·spremljanje odgovora na zdravljenje
·zgodnje odkrivanje ponovitve bolezni
·spremljanje raz{irjenosti bolezni
·razlikovanje med malignimi in benignimi bolezni
·presejalna metoda pri nekaterih vrstah raka imunoscintigrafija in limfoscintigrafija imunohistokemija
·za diagnozo
·za napoved poteka bolezni
·za napoved odgovora na zdravljenje ZA ZDRAVLJENJE
direktna citotoksi~nost specifi~nih monoklonskih protiteles (MoAb)
·vezava komplementa na specifi~na MoAb
·vezava citotoksi~nih celic na specifi~ne ozna~evalce - receptorje
vezava zdravil na specifi~na MoAb vezava toksinov na specifi~na MoAb
vezava radioaktivnih izotopov na specifi~na MoAb inhibicija receptorjev za rastne faktorje
Tabela 1.Uporaba tumorskih ozna~evalcev v onkologiji.
prognozi bolnika. Na splo{no velja, da so izredno visoke koncentracije tumorskih ozna~evalcev slab prognosti~ni pokazatelj.
DOLO^ANJE TUMORSKIH OZNA^EVALCEV V SERUMU Tumorski ozna~evalci imajo v telesnih teko~inah nizke koncentracije in za njihovo dokazovanje potrebujemo visoko senzitivno tehnologijo. Tehnike, ki jih danes uporabljamo, temeljijo bolj ali manj na podobnem principu - to je na dolo~anju kompleksov antigena in protiteles.
Najbolj raz{irjene tehnike so radioimunska metoda, encimskoimunska in luminimetri~no-imunska metoda. Med seboj se razlikujejo po spojini, ki je vezana na detekcijska protitelesa, in po na~inu detekcije nastalih kompleksov. Vse na{tete metode so prilagojene dokazovanju izredno nizkih koncentracij antigena, tako da velikih razlik v njihovi senzitivnosti ni. Specifi~nost metod je v veliki meri odvisna od kvalitete protiteles ter od specifi~nosti protiteles za posamezen antigen oziroma tumorski ozna~evalec.
SENZITIVNOST IN SPECIFI^NOST TUMORSKIH OZNA^EVALCEV
Idealen tumorski ozna~evalec naj bi bil prisoten samo v tumorskih celicah, zna~ilen naj bi bil za organ in vrsto tumorja, dolo~ljiv v serumu vseh bolnikih z istim tipom tumorja, dolo~ljiv v serumu na za~etku razvoja tumorja, njegove serumske koncentracije pa naj bi odra`ale dinamiko rasti tumorske mase. Poleg tega naj bi bile serumske koncentracije uporabne kot napovedni dejavnik poteka bolezni pri bolnikih z dolo~enim tipom tumorja.
Vse do danes pa {e ne poznamo antigenske strukture, ki bi obstajala samo v malignih tumorskih celicah, kar pomeni, da lahko protitelesa proti posameznim tumorskim ozna~evalcem navzkri`no reagirajo tudi z drugimi
antigenskimi strukturami. Zaradi tega ne moremo govoriti o povsem specifi~nem ozna~evalcu ali metodi za spremljanje prisotnosti malignih tumorskih celic. Pri vrednotenju rezultatov moramo vedno imeti v mislih, da maligna bolezen ni edini vzrok za povi{ane vrednosti tumorskih ozna~evalcev, ampak da obstaja ve~
faktorjev, ki vplivajo na njihovo koncentracijo.
Vlogo in uporabno vrednost
posameznega tumorskega ozna~evalca in metode za dolo~eno vrsto rakave bolezni natan~no opredelimo s pojmoma senzitivnosti in specifi~nosti (tabela 2).
Senzitivnost ozna~evalca pove, pri kolik{nem dele`u bolnikov z dolo~enim tumorjem je serumski (urinski, plazemski, likvorski) nivo ozna~evalca povi{an. ^im ve~ji je dele` bolnikov z istovrstnim tumorjem, pri katerih je nivo povi{an, tem bolj senzitiven je ozna~evalec, zato pri~akujemo minimalno {tevilo la`no negativnih dolo~itev. Specifi~nost predstavlja dele` priskovancev, ki nimajo dolo~ene maligne bolezni in imajo
normalen nivo ozna~evalca. To pomeni, da je ozna~evalec tem bolj specifi~en, ~im manjkrat je prisoten pri ljudeh brez dolo~ene vrste tumorja oz. ~im manj je la`no pozitivnih dolo~itev.
Idealen tumorski ozna~evalec naj bi bil potemtakem 100%
senzitiven in specifi~en za vrsto maligne bolezni, njegova referen~na vrednost pa naj bi bila 0. Referen~na vrednost je tista arbitrarno dolo~ena koncentracija ozna~evalca, nad katero govorimo o povi{anih vrednostih. Ker kot tumorske ozna~evalce zaenkrat uporabljamo snovi, ki so prisotne tudi v drugih celicah, je referen~na vrednost vedno ve~ja od 0 in je postavljena tako, da dose`emo nek kompromis med specifi~nostjo in senzitivnostjo ozna~evalca. Ve~anje specifi~nosti za dolo~en ozna~evalec pomeni isto~asno zmanj{anje njegove senzitivnosti in obratno. Z drugimi besedami, referen~no vrednost moramo postaviti tako, da imamo ~im manj la`no negativnih in ~im manj la`no pozitivnih rezultatov.
^e je pri isti vrsti maligne bolezni mogo~e dolo~ati ve~
ozna~evalcev, lahko z njihovo kombinacijo pove~amo senzitivnost detekcije, vendar je pri tem treba upo{tevati zmanj{ano specifi~nost. ^e ozna~evalce pravilno izberemo, se specifi~nost detekcije lahko le minimalno zmanj{a, medtem ko signifikantno pove~amo senzitivnost. Pogoj za dobro kombinacijo razli~nih ozna~evalcev je predvsem njihova visoka specifi~nost in komplementarnost za isto vrsto tumorja. Kot primer dobre kombinacije ozna~evalcev lahko vzamemo bHCG (humani horiogonadotropin) in AFP (a-fetoprotein) za neseminomske germinalne tumorje.
Specifi~nost vsakega od navedenih ozna~evalcev je za to vrsto tumorjev ve~ kot 90%, senzitivnost pa okrog 60%. Zaradi njune
komplementarnosti (kar pomeni, da sta povi{ana pri razli~nih bolnikih) je senzitivnost kombinacije teh dveh ozna~evalcev pribli`no 95%.
Doslej smo govorili o specifi~nosti in senzitivnosti ozna~evalcev za posamezno vrsto raka. Lahko pa tumorske
ozna~evalce uporabljamo za dokazovanje malignega procesa na splo{no, kar pomeni, da nas ne zanima, za kak{no vrsto raka gre, ampak nas zanima le potrditev, da pri bolniku obstaja maligna bolezen. V tak{nih primerih nas zanima predvsem senzitivnost detekcije, manj pa njena specifi~nost. Zato se takrat odlo~amo za kombinacijo ve~ ozna~evalcev s ~im
ozna~evalec povi{an ozna~evalec normalen {tevilo bolnikov
z dolo~eno vrsto A B
maligne bolezni {tevilo ljudi brez
dolo~ene vrste C D
maligne bolezni
senzitivnost = A/(A+B); specifi~nost = D/(C+D).
Tabela 2.Izra~unavanje senzitivnosti in specifi~nosti.
LASTNOSTI IDEALNEGA TUMORSKEGA OZNA^EVALCA
·ozna~evalec naj bi tvorila samo maligna tumorska tkiva
·vsak ozna~evalec naj bi bil zna~ilen za dolo~en organ in tumor
·ozna~evalec naj bi bil dokazljiv pri vseh bolnikih z istovrstnim malignim tumorjem
·ozna~evalec naj bi se tvoril v zadostnih koli~inah, ki bi jih lahko zaznali `e na za~etni stopnji razvoja malignega tumorja
·serumske koncentracije ozna~evalca naj bi odra`ale velikost tumorske mase
manj la`no negativnimi dolo~itvami oz.
~im vi{jo senzitivnostjo.
RAZDELITEV TUMORSKIH OZNA^EVALCEV
Tumorske ozna~evalce lahko razdelimo na ve~ na~inov: po kemi~ni strukturi, po mestu nastanka, po vrstah tumorskih bolezni, pri katerih naj bi jih dolo~ali, itd.
Najpogosteje uporabljena razdelitev posku{a strniti njihove biokemi~ne lastnosti, mesto nastanka ter
funkcionalnost. Po tej razdelitvi lo~imo naslednje tumorske ozna~evalce:
onkofetalne proteine, hormone in/ali
karcinoplacentarne antigene, encime, tumor spremljajo~e antigene, posebne serumske proteine in skupino me{anih ozna~evalcev.
Onkofetalni proteini
Onkofetalni proteini so antigeni, ki normalno nastajajo med embrionalnim razvojem. Pri odraslih je njihova tvorba omejena ali ustavljena. Pove~ane koncentracije teh antigenov pri odraslih so posledica ponovne aktivacije nekaterih genov, ki kontrolirajo rast celic in so neposredno povezani z malignim procesom.
Karcinoembrionalni antigen (CEA) je zna~ilen predstavnik te skupine in eden od najdlje znanih tumorskih
ozna~evalcev. To je glikoprotein z molekulsko maso okrog 180 KD, ki so ga prvi~ izolirali iz ekstrakta tkiva
~revesnega adenokarcinoma. Med embrionalnim razvojem nastaja v epitelijskih celicah gastrointestinalnega trakta, jeter in trebu{ne slinavke. Takoj po odkritju so menili, da gre za idealen tumorski ozna~evalec za rak {irokega
~revesa in danke, vendar se je hitro izkazalo, da je CEA prisoten tudi v nekaterih normalnih tkivih odraslih, npr. v
~revesni sluznici in plevri, v bolezensko spremenjenih tkivih nemalignega izvora in v tkivih drugih malignih tumorjev.
Tako lahko pove~ane serumske koncentracije CEA, razen pri bolnikih z rakom {irokega ~revesa in danke, zasledimo pri hudih kadilcih, pri bolnikih z bronhitisom, gastritisom, duodenalnim ulkusom, jetrnimi okvarami, pankreatitisom, polipi {irokega ~revesa in danke itd. Med bolniki z drugimi malignimi boleznimi in povi{animi serumskimi
koncentracijami CEA bi na{li bolnike z rakom trebu{ne slinavke, plju~, dojke, `elodca, {~itnice, jeter, mehurja, jaj~nikov in endometrija.
CEA je kljub pomanjkljivostim pomemben ozna~evalec za spremljanje bolnikov z rakom {irokega ~revesa in danke, saj ima 65% vseh bolnikov s to boleznijo (vklju~no s tistimi z lokalizirano boleznijo in stadijem I) in celo 100% bolnikov z metastatsko raz{irjeno boleznijo povi{ane serumske koncentracije tega ozna~evalca. Poleg tega je to ozna~evalec, ki ga lahko uporabljamo za spremljanje razli~nih drugih vrst malignih bolezni, zlasti raka dojke, jaj~nikov, trebu{ne slinavke, plju~ in jeter. V podro~ju koncentracij od 4 do 10 ng/ml najdemo tako
bolnike z malignimi kot tudi z benignimi bolezni in celo nekatere hude kadilce, medtem ko so serumske koncentracije CEA nad 10 ng/ml bolj kazalec malignega procesa.
Alfa-fetoprotein (AFP) poznamo enako dolgo kot CEA. Odkrili so ga leta 1963 v serumu mi{k s hepatocelularnim karcinomom. To je glikoprotein z molekulsko maso okrog 70 KD, ki med embrionalnim razvojem nastaja v rumenjakovi vre~ki, celicah epitelija gastrointestinalnega trakta in jeter. Med nose~nostjo prehaja AFP preko plodove krvi v amnijsko teko~ino in preko placente v materino kri. Pri nose~nicah so torej serumske koncentracije AFP odvisne predvsem od trajanja nose~nosti. Mo~no povi{ana serumska
koncentracija AFP med nose~nostjo pa je lahko tudi znak za razli~ne anomalije ploda, kot so npr. spina bifida,
anencefalija in atrezija po`iralnika, ali za prisotnost ve~jega {tevila plodov.
Pri odraslih zdravih osebah je AFP v krvi v izredno majhnih koli~inah. Normalne vrednosti AFP v serumu se vzpostavijo pribli`no 9 mesecev po rojstvu. Povi{ane serumske koncentracije AFP (nad 10 ng/ml) pri odraslih zasledimo ob akutnem virusnem hepatitisu, jetrni cirozi, obstruktivnem ikterusu in pri nekaterih malignih boleznih, kot so rak trebu{ne slinavke, plju~ in `elodca. Poseben pomen ima za spremljanje bolnikov s hepatocelularnim karcinomom (95-100% specifi~nost in senzitivnost), kjer so koncentracije nad 1200 ng/ml tako reko~ potrditev primarnega jetrnega (hepatocelularnega) karcinoma, ter bolnikov z neseminomskimi germinalnimi tumorji (specifi~nost 60%).
Hormoni
Maligne tvorbe lahko spro`ijo spremembe v sintezi in izlo~anju razli~nih hormonov. Kvantitativne kot tudi kvalitativne spremembe v sintezi in izlo~anju nekaterih hormonov so lahko torej kazalec malignega procesa. O kvantitativnih spremembah govorimo takrat, ko se tumorji razvijejo v tkivu endokrinih `lez in se zaradi maligne transformacije celic produkcija hormona povi{a ali zni`a.
V to skupino uvr{~amo hormone endokrinih tumorjev kot so parathormon, insulin, prolaktin, kateholamini in drugi. Kvalitativne spremembe nastanejo takrat, ko maligno transformirane celice nekaterih organov (plju~a, dojke, `elodec, centralno `iv~evje, jaj~niki) za~nejo tvoriti hormone - to je t.i. ektopi~na tvorba hormonov (npr. kalcitonin in parathormon pri raku dojke, lipotropin pri karcinoidnih tumorjih, kalcitonin, insulin, parathormon pri malignomih timusa).
Od vseh hormonov se je kot tumorski ozna~evalec najbolj uveljavil horiogonadotropin (bHCG). To je protein z molekulsko maso okrog 45 KD, ga uvr{~amo tudi v posebno skupino karcinoplacentarnih antigenov, to je proteinov, ki nastajajo v placenti med nose~nostjo in so pri odraslih prisotni le izjemoma. Na dolo~anju tega hormona POMANJKLJIVOSTI DOSLEJ
ZNANIH TUMORSKIH OZNA^EVALCEV
·nezadostna specifi~nost za vrsto rakave bolezni
·tvorba ozna~evalcev v visokih koncentracijah pri nemalignih procesih: razli~na vnetja, benigni tumorji, bolezni jeter in trebu{ne slinavke
·tvorba pri razli~nih fiziolo{kih stanjih: nose~nost, menstruacija, laktacija
·tvorba v povsem zdravih tkivih
temelji ve~ina testov za zgodnje odkrivanje nose~nosti.
Pove~ane serumske koncentracije bHCG lahko zasledimo skoraj pri vseh bolnicah z germinalnimi tumorji s
trofoblastno komponento (horiokarcinomi) ali molo hidatidozo in pri ve~ini mo{kih bolnikov z germinalnimi tumorji. bHCG ima zelo kratek razpolovni ~as v serumu (36-48 ur) in je zato uporaben za spremljanje odgovora na zdravljenje ter za prognozo. V kombinaciji z AFP je bHCG odli~en ozna~evalec za spremljanje germinalnih tumorjev.
Po drugi strani okoli 10% germinalnih tumorjev ne izlo~a tumorskih ozna~evalcev, zato jih pri teh bolnikih ne moremo uporabiti za diagnostiko in spremljanje bolezni.
Rahlo povi{ane vrednosti bHCG lahko zasledimo tudi pri bolnikih z rakom dojke, `elodca, plju~, jeter ali {irokega
~revesa, vendar v klini~ni praksi za spremljanje teh bolnikov niso pomembne.
Encimi
Kot tumorski ozna~evalci nam lahko slu`ijo tudi nekateri encimi, katerih pove~ana tvorba je rezultat malignega procesa v organizmu.
Prostati~na kisla fosfataza je encim, ki nastaja v normalnem tkivu prostate. Encim je sestavljen iz dveh identi~nih podenot in ima molekulsko maso 100 KD. Povi{ane serumske koncentracije (nad 3 ng/ml) zasledimo pri bolnikih z rakom prostate in to obi~ajno pomeni napredovalo fazo bolezni, ko tumor preraste kapsulo prostate. Zato je dolo~anje prostati~ne kisle fosfataze primerno za
razlikovanje benignih procesov (hipertrofije) od malignih.
Treba je poudariti, da so lahko serumske koncentracije tudi do 5-krat vi{je od normale, ~e kri odvzamemo prej kot v 48 urah po kakr{nemkoli fizikalnem pregledu prostate. Da se izognemo la`no pozitivnim dolo~itvam, je torej potrebno kri za ta tumorski ozna~evalec odvzeti pred pregledom ali ve~ kot 48 ur po rektalnem pregledu.
Alkalna fosfataza obstaja kot vrsta izoencimov, ki nastajajo npr. v jetrih, kosteh ali v placenti. Povi{anje serumskih koncentracij pri bolnikih z maligno boleznijo ponavadi pomeni metastatsko raz{iritev bolezni v jetra in/ali kosti ali prisotnost primarnega kostnega malignega tumorja (osteosarkoma).
Nevronska specifi~na enolaza (NSE) je citoplazemski glikoliti~ni encim, ki so ga najprej dokazali v celicah nevroektodermalnega izvora in nevronih. Pozneje so ugotovili, da je prisoten tudi v tkivu tumorjev z
nevroektodermalno ali nevroendokrino diferenciacijo. NSE je sestavljen iz dveh podenot, imenovanih ain g. Izooblika g/gnastaja v nevronih in nevroendokrinih celicah. Pove~ana tvorba encima (nad 15 ng/ml) je lahko povezana z razvojem nevroblastoma, drobnoceli~nega raka plju~ ali medularnega raka {~itnice. NSE je torej ozna~evalec, ~igar serumske koncentracije so pogosto pove~ane pri bolnikih s tumorji z nevroendokrino diferenciacijo.
Od ostalih (nespecifi~nih) ozna~evalcev v tej skupini omenimo {e laktat dehidrogenazo (LDH),ki je pogosto povi{ana v serumu bolnikov z limfomi in germinalnimi tumorji (seminomi), gama glutamil transpeptidazo (GGT), ki naj bi kazala na holestazo in je pogosto zvi{ana zaradi
prisotnosti jetrnih metastaz, in timidin kinazo (TK), ki naj bi pomagala pri presoji o raz{irjenosti bolezni pri bolnikih z levkemijo, limfomom, mo`ganskimi tumorji,
drobnoceli~nim rakom plju~ ali rakom dojke.
Tumor spremljajo~i antigeni
To je heterogena skupina ozna~evalcev, ki zajema razli~ne membranske strukture tumorskih celic. Sodobna tehnologija izkori{~a mo`nost tvorbe specifi~nih monoklonskih protiteles proti dolo~eni antigenski strukturi, ki je najbolj zna~ilna za dolo~ene tumorske celice. Zato so ozna~evalci v tej skupini bolj specifi~ni za dolo~eno vrsto malignega tumorja kot ostali in pogosto njihove serumske
koncentracije natan~neje odra`ajo rast ali zmanj{evanje tumorske mase. Ker pa {e vedno ne poznamo antigenske strukture, ki bi bila strogo specifi~na samo za rakave celice, najdemo tudi te ozna~evalce pogosto v tkivih, ki niso maligno spremenjena. Pri bolnikih z rakom pa so serumske koncentracije teh ozna~evalcev statisti~no zna~ilno vi{je kot pri zdravih odraslih in bolnikih z nemalignimi boleznimi.
Karcinomski antigen 15-3 (CA 15-3) je ogljikohidratni antigen z molekulsko maso okrog 300 do 450 KD.
Dolo~amo ga z dvema razli~nima monoklonskima protitelesoma, ki sta sposobni vezave na razli~na mesta antigena. CA 15-3 nastaja v sekretornem epiteliju (dojk, plju~, gastrointestinalnih organov, maternice...) in je pogosto v izlo~kih zdravih odraslih ljudi. Pove~ane serumske koncentracije (nad 30 U/ml) zasledimo predvsem pri bolnicah z rakom dojke, vendar je nivo ozna~evalca lahko povi{an tudi pri drugih malignih boleznih, kot so rak plju~, prostate, jaj~nikov, materni~nega vratu in
gastrointestinalnega trakta. Torej CA 15-3 ni specifi~en ozna~evalec ne za organ ne za vrsto tumorja. Kljub temu je pri tistih bolnicah z rakom dojke, pri katerih se tvori, dober pokazatelj uspe{nosti zdravljanja in poteka bolezni. Na nivo CA 15-3 v serumu lahko vpliva tudi prisotnost nekaterih netumorskih bolezni dojke in seveda prisotnost benignih tumorjev dojke, vendar v takih primerih serumska koncentracija le redko prese`e 40 U/ml. Povi{ane vrednosti zasledimo tudi pri pribli`no 8% nose~nic med 38. in 40.
tednom nose~nosti.
Hkratno dolo~anje CA 15-3 in CEA pri bolnicah z rakom dojke pove~a senzitivnost (zmanj{a {tevilo la`no negativnih dolo~itev) in ohranja solidno specifi~nost (majho {tevilo la`no pozitivnih dolo~itev).
Mucinski karcinomski antigen (MCA) je ozna~evalec, zna~ilen za rak dojke. Specifi~nost MCA za rak dojke z mucinsko komponento je ve~ kot 80% in senzitivnost okrog 70%. Pri odraslih nastaja MCA v normalnem epiteliju dojke, ledvic, endometrija, uretre in prostate. Povi{ane serumske koncentracije MCA lahko zasledimo tudi pri bolnikih z drugimi malignimi tumorji epitelijskega izvora. MCA je dober ozna~evalec za zgodnje odkrivanje ponovitve bolezni pri bolnicah z rakom dojke, uporaben pa je tudi za spremljanje dinamike bolezni in odgovora na zdravljenje.
Zanimivo je, da so serumske koncentracije tega ozna~evalca povi{ane pri 57% nose~nic, v tretjem trimese~ju pa lahko celo v 100% primerov.
Zaradi nekomplementarnosti (pojavljata se pri bolnikih z istovrstnim tumorjem) dolo~anje MCA v kombinaciji z CA 15-3 ne izbolj{a senzitivnosti in specifi~nosti metode.
Karcinomski antigen 125 (CA 125) je zna~ilen ozna~evalec za rak jaj~nikov. To je glikoprotein z molekulsko maso okrog 200 KD, ki nastaja pri ve~ kot 80% bolnic z nemucinoznim rakom jaj~nikov. Med embrionalnim razvojem nastaja CA 125 v celomskem epiteliju,
Müllerjevih vodih, mezotelnih celicah plevre, perikarda in peritoneja. Pri odraslih je CA 125 prisoten v sluznici materni~nega vratu in plju~nem parenhimu, zanimivo pa je, da ne nastaja v zdravem tkivu jaj~nikov. Povi{ane serumske koncentracije CA 125 (nad 35 U/ml) najdemo razen pri bolnicah z rakom jaj~nikov {e pri bolnicah z benignimi in malignimi ginekolo{kimi boleznimi (endometrioza, ciste jaj~nikov, rak endometrija, rak materni~nega vratu), kot tudi pri nekaterih bolnikih z neginekolo{kimi malignimi
boleznimi, kot so rak plju~, rak prostate in maligni mezoteliom peritoneja. Od vseh tipov raka jaj~nikov je CA 125 najbolj zanesljiv in uporaben za spremljanje bolnic z epitelijskim in nediferenciranim rakom jaj~nikov.
Karcinomski antigen 19-9 (CA19-9) je glikolipid in je pravzaprav spremenjen Lewisov hapten iz sistema krvnih skupin. CA 19-9 je pogosto pove~an v serumu bolnikov z gastrointestinalnimi tumorji. Monoklonska protitelesa proti tej mucinski antigenski determinanti reagirajo navzkri`no z razli~nimi mucinskimi molekulami, vendar samo pri osebah, ki imajo aktiven Lewis (Lea) gen. Pri osebah, pri katerih je ta gen neaktiven in so Le(a-b-), se ta antigenska determinanta sploh ne tvori in ozna~evalec za spremljanje bolezni ni uporaben. Ozna~evalec je sicer nekoliko bolj specifi~en za rak trebu{ne slinavke in jeter, pogosto pa so serumske koncentracije CA 19-9 povi{ane pri bolnikih z rakom {irokega ~revesa, danke, `elodca in jaj~nikov. V relativno visokih koncentracijah ga je mo~ dokazati pri zdravih odraslih ljudeh v semenski teko~ini, `elod~nem soku, amnijski teko~ini ter izlo~kih trebu{ne slinavke in dvanajstnika. Zato ga je smiselno dolo~ati le v serumu ali plazmi, kjer so koncentracije povi{ane le ob bolezenskih spremembah.
Prostati~ni specifi~ni antigen (PSA) je 30 - 40 KD velik protein (serinska proteaza), ki so ga prvi~ izolirali iz ekstrakta tkiva prostate in semenske teko~ine. Po tvorbi v tkivu prostate se izlo~a v semensko teko~ino, kjer dose`e izredno visoke koncentracije. Vloga te serinske proteaze je prepre~iti koagulacijo semenske teko~ine. Pri zdravih osebah preidejo v krvni obtok le izredno majhne koli~ine PSA, tako da je njegova koncentracija v serumu
zanemarljiva. Pri bolnikih s patolo{kimi spremembami prostate, zlasti z rakom, pa se koli~ine, ki preidejo v obtok mo~no pove~ajo in s tem zna~ilno naraste koncentracija v serumu.
V serumu se PSA pojavlja v neaktivni prekurzorski obliki (M 30-40 KD) ali vezan na proteazne inhibitorje, kot so alfa-1 antihimotripsin (ACT), alfa-1 proteinazni inhibitor, alfa-2 mikroglobulin ali alfa-antitripsin (M 100-800 KD). Najve~ji dele` PSA je v kompleksu z ACT (60-90%) in v prosti prekurzorski obliki (10-40%), medtem ko druge oblike predstavljajo manj kot 1% celotnega PSA v serumu.
Ozna~evalec je visoko specifi~en za rak prostate in njegove serumske koncentracije zelo dobro spremljajo velikost tumorske mase. Zaradi visoke senzitivnosti in izredno dobre korelacije s tumorsko maso uporabljamo PSA za
spremljanje bolnikov z rakom prostate pogosteje kot prostati~no kislo fosfatazo. Poleg tega uporabljamo metodo tudi za presejanje bolnikov z rakom prostate vendar le pri mo{kih, ki so starej{i od 50 let in ki imajo ve~ dejavnikov tveganja (o~e rak prostate, mati ali sestra rak dojke, debelost, ve~ generacij z rakom prostate).
Z dolo~anjem razli~nih oblik PSA ter s pravilno evaluacijo dele`ev prostega in celotnega PSA lahko dokaj zanesljivo napovemo, ali gre v prostati za benigno ali za maligno spremembo. Na splo{no velja, da serumske koncentracije celotnega PSA nad 10 ng/ml odra`ajo maligen proces.
Interpretacija izvidov med 2 in 10 ng/ml je te`avna. Pri tak{nih primerih si pomagamo z dolo~anjem prostega in celotnega PSA: ~e je razmerje 0.2 ali manj, je verjetnost malignoma prostate velika, ~e pa je razmerje ve~je kot 0.2, govori to v prid benigne bolezni. Na osnovi digitalnega rektalnega pregleda, ultrazvo~ne preiskave prostate, pravilne interpretacije odnosa prostega in celotnega PSA ter eventualno na osnovi intenzitete izlo~anja na volumsko ali te`nostno enoto (PSA density) prostate lahko z veliko gotovostjo sklepamo, za kak{en proces gre, in zmanj{amo {tevilo nepotrebnih biopsij za ve~ kot 30%. Moramo pa se zavedati, da lahko na ta na~in spregledamo 6-10% bolnikov z rakom prostate. Tudi za PSA velja - podobno kot za prostati~no kislo fosfatazo - da lahko koncentracija v krvi naraste zaradi fizikalnega pregleda prostate, zato je treba bolnikom kri odvzeti pred pregledom ali vsaj 48 ur po njem.
Posebni serumski proteini
Med posebne serumske proteine uvr{~amo razli~ne proteine. Med bolj znanimi je feritin, ki je odgovoren za znotrajceli~no vezavo `eleza in detoksikacijo (npr. vezava prostih radikalov). Pod normalnimi pogoji najdemo visoke koncentracije tega proteina v jetrih, vranici in kostnem mozgu. Iz serumskih koncentracij ter odnosa razli~nih podenot tega encima lahko postavimo sum na maligno bolezen (H- podenota je prevladujo~a v malignem
tumorskem tkivu, medtem ko v normalnem tkivu prevladuje HL- podenota). Normalen nivo feritina v serumu se giblje od 8 do 440 ng/ml. Povi{ane koncentracije opa`amo pri bolnikih z akutno levkemijo, limfomi (posebej
Hodgkinovim limfomom), rakom plju~, jeter in prostate.
Tiroglobulin je intracelularni glikoprotein, ki je odgovoren za nastanek in shranjevanje tiroksina. V nizkih
koncentracijah ga lahko zasledimo v serumu ve~ine zdravih ljudi (0-75 ng/ml), medtem ko so koncentracije izrazito visoke pri bolnikih z dobro diferenciranim folikularnim karcinomom {~itnice. Redkeje so vrednosti povi{ane pri anaplasti~nem karcinomu, pri bolnikih z medularnim karcinomom {~itnice pa serumske koncentracije
tiroglobulina ne spremljajo razvoja in dinamike tumorske bolezni.
Beta-2-mikroglobulin je protein, ki je identi~en lahki verigi HLA in je zato na celi~ni membrani skoraj vseh
diferenciranih celic. V nizkih koncentracijah (serumske koncentracije 1.2-2.5 ng/ml) ga je mo~ zaslediti v vseh telesnih teko~inah, in sicer vezanega na HLA ali prostega.
Vzrokov za pove~anje serumskih koncentracij je ve~:
pove~ana sinteza proteina zaradi hitrej{e delitve celic, hiter razpad celi~nih membran in odmiranje celic ter mo~nej{e delovanje imunskega sistema, kakor tudi zmanj{ana filtracijska kapaciteta ledvic (98% se ga izlo~a preko ledvic). Povi{ane serumske koncentracije lahko zasledimo pri bolnikih z rakom plju~, dojke, trebu{ne slinavke, {irokega ~revesa in danke, limfomi in kroni~no limfati~no levkemijo (KLL).
S-100 protein so prvi~ izolirali iz govejih mo`ganov. Prve predpostavke, da gre za specifi~en mo`ganski (ali nevralni) ozna~evalec, so se pokazale kot neto~ne, saj je S-100 protein prisoten v razli~nih zdravih tkivih. Normalne koncentracije tega ozna~evalca v serumu so pod 0.3 ng/ml.
Poleg tega da je S-100 dober kazalec po{kodb v centralnem
`iv~nem sistemu, ga lahko uporabljamo tudi kot tumorski ozna~evalec pri bolnikih z nevrinomom, glioblastomom, astrocitomom in meningeomom. Posebno vlogo naj bi imel kot napovedni dejavnik in za spremljanje zdravljenja pri bolnikih z malignim melanomom (<0.3 - 85% 3-letno pre`ivetje; 0.3-0.6 - 50% 3-letno pre`ivetje; >0.6 - 10%
3-letno pre`ivetje).
Skupina razli~nih tumorskih ozna~evalcev
Ta skupina zajema ozna~evalce, katerih tvorba izredno dobro spremlja spremembe v hitrosti proliferacije celic. To je heterogena skupina ozna~evalcev, ki niso specifi~ni za posamezne tumorje, ampak na splo{no nakazujejo mo`nost obstoja maligne bolezni. V to skupino uvr{~amo poliamine, nukleozide in tkivni polipeptidni antigen (TPA).
Poliamine, kot so spermin, spermidin in putrescin, so dokazali v povi{anih koncentracijah v urinu, kadar je {lo za hitro nadome{~anje celic dolo~enega tkiva z novimi.
Nukleozida dimetilgvanozin in psevdouridin sta komponenti RNA, ki se enako kot poliamini izlo~ata v cirkulatorni sistem v ve~jih koli~inah, kadar gre za pove~ano celi~no proliferacijo.
Tkivni polipeptidni antigen (TPA) je prav tako nespecifi~en ozna~evalec hitre delitve celic. Molekulska masa tega polipeptida je okrog 180 KD. Sestavljen je iz razli~nih citokeratinskih enot, in sicer citokeratina 19 (44%), citokeratina 18 (36%) in citokeratina 8 (30%). Med embrionalnim razvojem je v razli~nih tkivih ploda in v placenti. Pri odraslih je TPA sestavni del celi~nega skeleta normalnih in tumorskih celic. Nastaja med S-fazo celi~nega ciklusa in njegove koncentracije odra`ajo hitrost delitve celic. Hitrej{a delitev celic narekuje hitrej{o sintezo TPA in ve~je koli~ine tega polipeptida preidejo v cirkulatorni sistem. Zaradi tega je TPA splo{en ozna~evalec, ki spremlja patolo{ko proliferacijo celic (najve~krat prisotno pri maligni transformaciji) ne glede na vrsto ali lokalizacijo tkiva. Za razliko od drugih ozna~evalcev serumske koncentracije TPA slabo odra`ajo velikost tumorske mase. Normalne serumske koncentracije TPA se gibljejo do 90 U/ml. Koncentracije, vi{je od 120 U/ml, so lahko posledica malignega, lahko pa tudi benignega procesa.
BIOLO[KI FAKTORJI, KI LAHKO VPLIVAJO NA SERUMSKE KONCENTRACIJE TUMORSKIH OZNA^EVALCEV
Glede na to, da idealnega tumorskega ozna~evalca ni in da snovi, ki jih uporabljamo kot tumorske ozna~evalce, ne nastajajo samo in izklju~no kot spremljevalci malignega procesa, omenimo nekaj osnovnih dejavnikov, ki lahko vplivajo na serumske koncentracije tumorskih
ozna~evalcev:
La`no pozitivni rezultati
· vnetni procesi;
· benigne bolezni jeter ter posledi~ne motnje metabolizma in izlo~anja (AFP, TPA, CEA, CA 19-9, CA 15-3);
· motnje v delovanju ledvic (beta-2-mikroglobulin, kalcitonin, PSA, CEA, CA 19-9, CA 15-3);
· obse`na tumorska nekroza;
· posledice diagnosti~nih in terapevtskih postopkov (rektalni pregled, mamografija, operativni poseg, radio- in kemoterapija);
· fiziolo{ka stanja (nose~nost - ßHCG, CA 125, CA 15-3, MCA, AFP; menstrualni ciklus - CA 125).
La`no negativni rezultati
· popolen izostanek sinteze (npr. CA 19-9 pri Le(a-b-) osebah);
· slabo izra`ene antigenske determinante (ali tvorba samo v nekaterih tumorskih celicah);
· slaba prekrvavitev tumorja;
· nastajanje imunskih kompleksov z organizmu lastnimi protitelesi;
· hiter razpad in izlo~anje antigenov.
KDAJ DOLO^ATI TUMORSKE OZNA^EVALCE?
· pred operativnim posegom in pred kakr{nim koli drugim zdravljenjem (radioterapijo, kemoterapijo, hormonsko ali biolo{ko terapijo);
· po operativnem posegu, med zdravljenjem in po kon~anem zdravljenju, enkrat na 3 do 6 mesecev do drugega leta, pozneje pa enkrat na leto oz. ob rednih pregledih;
· ob sumu na ponovitev ali napredovanje bolezni;
· pred spremembo terapije;
· najmanj 3 tedne po za~etku nove terapije;
· 2-3 tedne po dolo~itvi povi{anih koncentracij tumorskega ozna~evalca.
Predlo`eni na~rt dolo~anja zajema v grobem ve~ino tumorskih ozna~evalcev. Seveda so v klini~ni onkologiji potrebe velikokrat druga~ne, zato moramo dinamiko dolo~anja prilagoditi vrsti in lastnostim tumorja ter
planiranju na~inov zdravljenja. Z drugimi besedami, gornja tabela predstavlja le pribli`en na~rt, ki ga moramo
prilagoditi za vsakega bolnika posebej ob upo{tevanju dejstva, da je vsak bolnik kontrola samemu sebi (vedno spremljamo dinamiko gibanja koncentracij).
SKLEP
Dolo~anje tumorskih ozna~evalcev za spremljanje dinamike maligne bolezni je danes uveljavljena in marsikdaj nenadomestljiva onkolo{ka laboratorijska metoda. Tumorski ozna~evalci so zanesljivi predvsem pri spremljanju odgovora na zdravljenje ter pri zgodnjem odkrivanju ponovitve bolezni (pred pojavom klini~nih znakov bolezni). Zaradi pomanjkljivosti so le redko uporabni kot presejalna metoda ali kot edino diagnosti~no sredstvo, so pa v kombinaciji z drugimi metodami pomembni za postavitev diagnoze in pri odlo~anju o zdravljenju. Poleg tega lahko kombiniramo ve~ tumorskih ozna~evalcev in s tem dose`emo ve~jo specifi~nost ali senzitivnost pri spremljanju posamezne vrste maligne bolezni. Enostavnost in neinvazivnost metode za dolo~anje tumorskih ozna~evalcev omogo~ata sledenje bolezni tudi pri bolnikih, pri katerih drugi na~ini diagnostike niso mo`ni.
Zaradi individualnih razlik v vsebnosti posameznih ozna~evalcev v serumu priporo~amo ve~kratno dolo~anje ozna~evalcev ter spremljanje gibanja serumskih
koncentracij (tudi takrat, ko so pod normalno vrednostjo).
Idealno bi bilo, ~e bi nivo ozna~evalcev vsakemu bolniku dolo~ili pred za~etkom zdravljenja, nekajkrat med
zdravljenjem (odvisno od na~ina zdravljenja, vrste maligne bolezni ter vrste ozna~evalca) ter po kon~anem zdravljenju.
Tumorske ozna~evalce moramo pri bolnikih spremljati dalj{i ~as tudi po kon~anem zdravljenju, najbolje ob rednih polletnih ali letnih kontrolnih pregledih. Tako bomo lahko tudi pri bolnikih brez klini~nih znakov pravo~asno odkrili ponovitev bolezni. Iz posami~nih dolo~itev lahko sklepamo o prisotnosti oz. raz{irjenosti tumorske bolezni, vendar le v primeru, ~e so serumske koncentracije ozna~evalcev mo~no povi{ane.
Pri bolnikih na paliativnem in simptomatskem zdravljenju dolo~anje tumorskih ozna~evalcev ni ve~ smiselno. ^e so bile pred za~etkom zdravljenja vrednosti tumorskih ozna~evalcev normalne in se ob napredovanju ali
nazadovanju bolezni niso spremenjale, je malo verjetno, da
se bodo ob ponovitvi bolezni zvi{ale. Pri takih bolnikih je nesmiselno zasledovati tumorske ozna~evalce tako med zdravljenjem kot po njem. Tudi zato je pomembno, da tumorske ozna~evalce dolo~imo pred za~etkom zdravljenja in ugotovimo, ali jih je pri dolo~enemu bolniku smiselno spremljati.
Literatura:
1. Hill RP, Tannock IF. Introduction: cancer as a cellular disease.
In: Tannock IF, Hill RP, eds. The basic science of oncology. New York: Mc Graw-Hill, 1992:1-4.
2. Squire J, Philips RA. Genetic basis of cancer. In: Tannock IF, Hill RP, eds. The basic science of oncology. New York: Mc Graw- Hill, 1992:41-60.
3. Malkin A. Tumor markers. In: Tannock IF, Hill RP, eds. The basic science of oncology. New York: Mc Graw-Hill, 1992:196-206.
4. Novakovi} S, Kro{l G, Plesni~ar S. Prognostic value of a mucin- like carcinoma-associated antigen (MCA) in patients with breast carcinoma. Tumor Diagn Ther 1989; 10:136-41.
5. Novakovi} S, Marolt F, Ser{a G. The use of MCA and CEA in prostatic cancer follow-up. Radiol Iugosl 1990; 24:417-21.
6. Novakovi} S, Ser{a G, Kro{l G, Plesni~ar S. CEA, MCA and CA 125 tumor markers in pregnant women. Radiol Iugosl 1990; 24:
79-84.
7. Novakovi} S, Ser{a G. Tumor markers in clinical oncology. In:
Benuli~ T, Ser{a G, Kova~ V, eds. Advances in Radiology and Oncology. Ljubljana: Radiologia Iugoslavica, 1992:214-20 8. Jezer{ek B, ^ervek J, Rudolf Z, Novakovi} S. Clinical evaluation
of potential usefulness of CEA, CA 15-3, and MCA in follow-up of breast cancer patients. Cancer Lett 1996; 110:137-44.
9. Eissa S, Shoman S, eds. Tumor markers. London: Chapman &
Hall, 1998:406.
10. Rubin P, ed. Clinical oncology: A multidisciplinary approach for physicians and students, 7thed. Philadelphia: W.B. Saunders, 1993:791.
■
